历史上的今天——1871年10月18日现代计算机鼻祖巴贝奇去世

  原标题:历史上的今天——1871年10月18日,现代计算机鼻祖巴贝奇去世

  电子计算机又叫电脑。可是为什么把电子计算机称为电脑呢?这是因为作为信息处理的工具,电子计算机已经部分地替代了人类大脑的功能。特别是20世纪70年代以后,微处理机的出现,使电子计算机的应用越来越广泛。电脑不仅在传统的科学计算领域发挥着越来越大的作用,而且在其他领域的应用也相当广泛,它已经遍及人类生活的各个领域,能帮助人们处理办公室事情,能帮助各级领导制定并实施科学的决策,能帮助各行各业的专家工作。

  说到计算机的鼻祖,我们一般都会想到诞生于1946年的“埃尼阿克”(ENIAC)。1946年2月15日,美国宾夕法尼亚大学的莫尔学院举行人类历史上第一台现代电子计算机的揭幕典礼。这台机器名为“电子数值积分和计算机”(简称埃尼阿克),它看上去完全是一个庞然大物,占地面积达170m2,质量达30t,耗电量也很惊人,功率为150kW,共使用了近两万个电子管,在工作时这些管子看上去活像两万只点着的灯泡。埃尼阿克主要用来进行弹道计算的数值分析,用十进制进行计算。用它计算炮弹着弹位置所需要的时间,比炮弹离开炮口到达目标所需要的时间还要短。它一度被誉为“比炮弹还要快的计算机”。经过多次改进,后来的埃尼阿克成为一台能进行各种科学计算的通用计算机。埃尼阿克是人类计算工具发展史上一座不朽的丰碑。它是世界上第一台真正能运转的大型电子计算机。正是它同几年后制成的冯·诺伊曼机一起,奠定了现代计算机原型。

  严格来说,计算机线年,要追溯到蒸汽时代,也就是查尔斯·巴贝奇的机械计算机——差分机。巴贝奇1792年出生于英国一个富裕的家庭,父亲是银行家,所以他不愁吃不愁穿,一门心思钻研各种感兴趣的事物。他兴趣广泛,几乎无所不能,他首先是位卓越的数学家,担任过11年的剑桥大学卢卡斯数学教授席位(这是一项极高的荣誉,前后都是由牛顿、霍金这样的大神担任),是皇家天文学会的领导成员、皇家统计学会的创始人,在光学、大气观测、电学、磁学、密码学、地质学、运筹学等诸多领域都有建树,他甚至编写过世界语辞典、研究过哺乳动物的呼吸和脉搏、提高过蒸汽火车的速度、还在家里安装了世界上第一台空调系统……他仿佛已经干完了别人好几辈子才能干完的事,然而在其为计算机发展做出的贡献面前,这些五花八门的成就甚至还显得不值一提。

  1770年,一位名叫沃尔夫冈·冯·肯佩伦的奥地利发明家,为取悦玛丽娅·特蕾西娅女大公发明了一台国际象棋机,取名为“土耳其人”。肯佩伦表示,“土耳其人”可以打败人类棋手。肯佩伦带着“土耳其人”游历了整个欧洲,打败了当时最强大的一些人物,包括本杰明·富兰克林、拿破仑•波拿巴和腓特烈大帝。1819 年,英国工程师兼数学家查尔斯·巴贝奇和“土耳其人”打了两场比赛,均以失败告终。巴贝奇怀疑这台机器并不“智能”,它的内部藏着一个人,用某种方式控制着机器人的运作。果不其然,“土耳其人”柜子里钟摆的背后,是雇佣的象棋大师,这个秘密1857年在《国际象棋月刊》中被正式揭露。肯佩伦的恶作剧体现了的机器智能的可能性,激发了巴贝奇以全新的方式来思考机器,设计差分机的想法就此点燃,人工智能的雏形已经开始形成。

  18世纪末,法国发起了一项宏大的计算工程——人工编制《数学用表》,在缺少先进计算工具的条件下,不仅耗费人力,而且漏洞百出。巴贝奇在与一位朋友翻看《数学用表》时,随意间检出了很多错误,他开玩笑说:“天哪!这些计算错误已经充斥弥漫了整个宇宙。”正是这件事让巴贝奇萌生了研制计算机的构想,并改变了他余后的一生。

  巴贝奇的第一个目标是制造差分机。“差分”的含义,是把函数表的复杂算式转化为差分运算,用简单的加法代替平方运算。1811年,刚满20岁的巴贝奇从法国人杰卡德发明的提花编织机上获得了灵感,差分机设计闪烁出了程序控制的灵光──它能够按照设计者的旨意,自动处理不同函数的计算过程。

  十年磨一剑,1822年,巴贝奇独力设计和加工零件,第一台差分机完成。虽然它只能处理3个不同的5位数,计算精度也只有达到6位小数,但这已迈出机械代替人脑进行数学运算的第一步。在巴贝奇和英国皇家学会的牵头下,财政部决定拿出1.7万英镑资助他的第二台运算精度为20位的差分机。在当时,这笔款项的数额无异于天文数字——1831年约翰•布尔制造一台蒸汽机车的费用才784英磅。

  但那时的制造业的工艺水平还很难达到第二台差分机所需零件的精度要求,巴贝奇差分机的升级梦想成为无米之炊,英国政府也在漫长的等待中失去耐心,最后弃巴贝奇而去,称他的差分机“毫无任何价值”。同时,巴贝奇也发现,差分机只适合用于数学用表和航海表等专门用途的运算,于是放弃了原来的研究,开始设计包含现代计算机基本组成部分的分析机。

  1862年伦敦世博会上巴贝奇推出了分析机,尽管它的主要部分已经类似于现代计算机的内存和控制器,其中的一些计算思想延用至今,但由于政府不支持,学术界的专家们不感兴趣,巴贝奇独力难支,他的分析机没有得到完善。一直到1871年10月18日巴贝奇去世时,也没有看见分析机大力推广的一天……

  与成功擦肩而过的巴贝奇,留下的只有几百张绘有几万个零件的图纸、30多种不同的计算机设计方案和一大堆工作笔记。但巴贝奇的绝妙构思为后人留下了一笔巨大的财富。后来的计算机研制专家无不为巴贝奇的设计方案喝彩。现代计算机的先驱之一,美国的艾肯博士感慨万分地说:“假如巴贝奇晚生70年,我可就得失业了。返回搜狐,查看更多

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